Máy biến áp đo lường (Instrument Transformer – IT), bao gồm máy biến dòng (Current Transformer – CT) và máy biến điện áp (Voltage Transformer – VT), là những thiết bị vô cùng quan trọng trong hệ thống điện. Chúng có nhiệm vụ biến đổi các giá trị dòng điện và điện áp cao xuống mức an toàn và phù hợp để cung cấp cho các thiết bị đo lường (công tơ, đồng hồ), rơ le bảo vệ và các hệ thống điều khiển.

Việc kiểm tra định kỳ và đánh giá chính xác tình trạng của máy biến áp đo lường là yếu tố then chốt để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống đo đếm, an toàn cho vận hành và tránh những sai sót trong quản lý năng lượng. Dưới đây là các bước cần nhớ khi kiểm tra máy biến áp đo lường.

MỤC LỤC

1. Tại sao cần thực hiện kiểm tra máy biến áp đo lường?

Việc kiểm tra máy biến áp đo lường định kỳ không chỉ là yêu cầu kỹ thuật mà còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực:

Đảm bảo độ chính xác đo lường: Sai số của MBĐL ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo đếm điện năng, chỉ thị của các đồng hồ đo và hoạt động của rơ le bảo vệ. Kiểm tra giúp xác định và hiệu chỉnh sai số (nếu có), đảm bảo tính chính xác và công bằng trong thanh toán tiền điện, cũng như sự tin cậy của hệ thống bảo vệ.
Phát hiện sớm hư hỏng: Quá trình vận hành có thể khiến MBĐL gặp các sự cố như suy giảm cách điện, lỏng mối nối, hỏng cuộn dây… Kiểm tra định kỳ giúp phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường này, ngăn ngừa sự cố nghiêm trọng có thể gây gián đoạn cung cấp điện và hư hỏng các thiết bị liên quan.
Tăng tuổi thọ thiết bị: Việc kiểm tra và bảo trì đúng cách giúp MBĐL hoạt động trong điều kiện tốt nhất, giảm thiểu hao mòn và kéo dài tuổi thọ sử dụng.
Tuân thủ quy định: Nhiều quy định và tiêu chuẩn ngành điện yêu cầu phải kiểm tra, kiểm định định kỳ các thiết bị đo lường, bao gồm cả MBĐL.
An toàn vận hành: Phát hiện các vấn đề về cách điện giúp ngăn ngừa nguy cơ phóng điện, cháy nổ, đảm bảo an toàn cho con người và tài sản.

“Đừng xem nhẹ việc kiểm tra định kỳ máy biến áp đo lường. Sai số nhỏ ở đây có thể dẫn đến tổn thất lớn về kinh tế hoặc thậm chí là sự cố hệ thống nghiêm trọng.” – Kỹ sư Lưu Hữu Nghị, Chuyên gia kỹ thuật điện.

2. Các loại máy biến áp đo lường phổ biến

Trước khi đi vào cách kiểm tra, chúng ta cần phân biệt hai loại MBĐL chính:

Máy biến dòng (Current Transformer – CT/TI)

Dùng để biến đổi dòng điện lớn ở phía sơ cấp (vài chục đến hàng nghìn Ampe) xuống dòng điện nhỏ tiêu chuẩn ở phía thứ cấp (thường là 1A hoặc 5A) cung cấp cho ampe kế, công tơ điện, cuộn dòng của rơ le bảo vệ.

Máy biến điện áp (Voltage Transformer – VT/TU)

Dùng để biến đổi điện áp cao ở phía sơ cấp (vài kV đến hàng trăm kV) xuống điện áp thấp tiêu chuẩn ở phía thứ cấp (thường là 100V, 110V, 120V hoặc 100/√3 V, 110/√3 V, 120/√3 V) cung cấp cho vôn kế, công tơ điện, cuộn áp của rơ le bảo vệ.

3. Chuẩn bị gì trước khi tiến hành kiểm tra máy biến áp đo lường?

Công tác chuẩn bị kỹ lưỡng là bước đầu tiên và cực kỳ quan trọng, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho quá trình kiểm tra:

An toàn là trên hết:
- Cắt điện hoàn toàn: Phải cắt điện hoàn toàn khu vực có MBĐL cần kiểm tra, thực hiện các biện pháp khóa và treo biển báo an toàn theo đúng quy trình vận hành.
- Thử bút thử điện: Kiểm tra chắc chắn không còn điện áp tại các đầu cực của MBĐL.
- Nối đất an toàn: Thực hiện nối đất tạm thời các đầu cực phía sơ cấp và thứ cấp (nếu cần thiết theo quy trình) để xả hết điện tích dư và đảm bảo an toàn. Đặc biệt lưu ý phải nối tắt và nối đất mạch thứ cấp của máy biến dòng (CT) trước khi tháo dây khỏi các thiết bị đo lường hoặc rơ le để tránh hiện tượng hở mạch thứ cấp gây điện áp cao nguy hiểm.
- Trang bị bảo hộ: Sử dụng đầy đủ trang bị bảo hộ lao động cá nhân (găng tay cách điện, giày cách điện, kính bảo hộ…).
Dụng cụ và thiết bị:
- Dụng cụ cơ bản: Tua vít, kìm, cờ lê phù hợp, giẻ sạch, dung dịch vệ sinh cách điện (nếu cần).
- Thiết bị đo lường:
  - Đồng hồ vạn năng (VOM) chất lượng tốt.
  - Thiết bị đo điện trở cách điện (Megger/Megohmmeter) với dải điện áp phù hợp (thường là 500V, 1000V, 2500V hoặc 5000V tùy cấp điện áp của MBĐL).
  - Thiết bị đo điện trở một chiều (Micro-ohmmeter) – tùy yêu cầu kiểm tra.
  - Thiết bị chuyên dụng để kiểm tra tỷ số biến, cấp chính xác (nếu thực hiện kiểm tra nâng cao).
Tài liệu kỹ thuật:
- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điện liên quan.
- Tài liệu kỹ thuật (datasheet), biên bản thí nghiệm xuất xưởng (nếu có) của MBĐL cần kiểm tra để biết các thông số danh định (tỷ số biến, cấp chính xác, dung lượng, điện áp cách điện…).
- Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị điện hiện hành.

4. Hướng dẫn chi tiết cách kiểm tra máy biến áp đo lường

Đây là các bước kiểm tra cơ bản mà nhân viên vận hành hoặc kỹ thuật viên có thể thực hiện định kỳ. Lưu ý luôn tuân thủ tuyệt đối các quy tắc an toàn đã nêu.

Bước 1: Kiểm tra bên ngoài (Visual Inspection)

Đây là bước quan trọng đầu tiên, giúp phát hiện nhiều vấn đề tiềm ẩn mà không cần dùng thiết bị đo.

Vệ sinh bề mặt: Làm sạch bụi bẩn, dầu mỡ bám trên thân máy, sứ cách điện.
Kiểm tra thân máy: Tìm kiếm các dấu hiệu nứt, vỡ, biến dạng, rò rỉ dầu (đối với loại ngâm dầu), phồng rộp hoặc cháy xém.
Kiểm tra sứ cách điện (Bushings): Quan sát kỹ bề mặt sứ xem có bị nứt, mẻ, phóng điện bề mặt (vệt đen), bám bẩn quá mức không. Đảm bảo sứ sạch sẽ và khô ráo.
Kiểm tra các đầu cực (Terminals):
- Xiết lại các bu lông, ốc vít đảm bảo tiếp xúc tốt, không bị lỏng lẻo do rung động.
- Kiểm tra xem có dấu hiệu bị oxy hóa, ăn mòn, quá nhiệt (đổi màu) tại các điểm đấu nối không.
Kiểm tra hệ thống nối đất: Đảm bảo dây nối đất chắc chắn, tiếp xúc tốt, không bị đứt hoặc ăn mòn.
Kiểm tra hộp đấu dây thứ cấp: Mở hộp (nếu có), kiểm tra tình trạng các đầu cốt, dây dẫn, đảm bảo gọn gàng, không có dấu hiệu chạm chập, ẩm ướt.
Kiểm tra biển tên (Nameplate): Đảm bảo biển tên còn rõ ràng, đầy đủ thông tin kỹ thuật.

Bước 2: Đo điện trở cách điện

Phép đo này nhằm đánh giá tình trạng cách điện giữa các cuộn dây và giữa cuộn dây với vỏ (đất), giúp phát hiện nguy cơ chạm chập, phóng điện do cách điện bị suy giảm, ẩm ướt.

Chuẩn bị:
- Ngắt kết nối hoàn toàn các dây dẫn nối vào đầu cực sơ cấp và thứ cấp của MBĐL. Đặc biệt lưu ý nối tắt mạch thứ cấp CT trước khi tháo dây.
- Chọn điện áp thử nghiệm phù hợp trên Megger (tham khảo tài liệu nhà sản xuất hoặc tiêu chuẩn ngành, ví dụ: 2500V cho MBĐL trung thế).
Thực hiện đo (Ví dụ cho VT):
- Cách điện cuộn sơ cấp với đất: Nối một đầu đo của Megger vào các đầu cực cuộn sơ cấp (nối chung lại), đầu còn lại nối vào vỏ máy (đã được nối đất).
- Cách điện cuộn thứ cấp với đất: Nối một đầu đo vào các đầu cực cuộn thứ cấp (nối chung lại), đầu còn lại nối vào vỏ máy.
- Cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp: Nối một đầu đo vào các đầu cực cuộn sơ cấp, đầu còn lại vào các đầu cực cuộn thứ cấp.
Đọc kết quả: Ghi lại giá trị điện trở cách điện sau 15 giây và 60 giây. So sánh với giá trị tiêu chuẩn hoặc giá trị đo lần trước. Giá trị điện trở cách điện phải đạt mức tối thiểu theo quy định (thường là hàng trăm hoặc hàng nghìn Megaohm ở nhiệt độ môi trường tiêu chuẩn). Giá trị thấp cho thấy cách điện có vấn đề. Tỷ số hấp thụ (R60s / R15s) cũng là một chỉ số quan trọng để đánh giá độ ẩm của cách điện.

Bước 3: Đo điện trở một chiều cuộn dây

Đối với một số loại MBĐL hoặc trong các quy trình kiểm tra chi tiết, việc đo điện trở một chiều của cuộn dây thứ cấp (đôi khi cả sơ cấp nếu khả thi) có thể được thực hiện để:

Kiểm tra tính liên tục của cuộn dây.
Phát hiện các mối nối bên trong bị tiếp xúc kém, đứt ngầm.
So sánh giá trị đo được với giá trị xuất xưởng hoặc giữa các pha (đối với bộ 3 pha) để tìm sự bất thường.
Sử dụng thiết bị đo điện trở một chiều chuyên dụng (Micro-ohmmeter) để có kết quả chính xác.

5. Các phương pháp kiểm tra máy biến áp đo lường nâng cao

Các phép kiểm tra này thường đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và kiến thức chuyên sâu, thường được thực hiện bởi các đơn vị thí nghiệm điện hoặc kiểm định độc lập.

Kiểm tra tỷ số biến (Ratio Test)

Mục đích: Xác định tỷ số thực tế giữa điện áp/dòng điện sơ cấp và điện áp/dòng điện thứ cấp. So sánh tỷ số đo được với tỷ số danh định ghi trên biển tên.
Thiết bị: Sử dụng máy đo tỷ số biến chuyên dụng (TTR – Transformer Turn Ratio tester).
Ý nghĩa: Sai lệch tỷ số biến vượt quá giới hạn cho phép sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của phép đo và hoạt động của bảo vệ.

Kiểm tra cấp chính xác (Accuracy Test – Sai số biên độ và góc pha)

Mục đích: Xác định sai số biên độ (ratio error) và sai số góc pha (phase angle error) của MBĐL tại các điểm tải và dòng điện/điện áp khác nhau trong phạm vi làm việc danh định.
Thiết bị: Sử dụng cầu đo CT/VT chuyên dụng hoặc các hệ thống đo lường hiện đại.
Ý nghĩa: Đây là phép đo quan trọng nhất để đánh giá xem MBĐL có còn đáp ứng được cấp chính xác theo thiết kế hay không (ví dụ: cấp 0.2, 0.5, 1.0 cho đo lường; cấp 5P, 10P cho bảo vệ). Sai số vượt cấp chính xác sẽ làm sai lệch nghiêm trọng kết quả đo đếm và có thể gây tác động sai của hệ thống bảo vệ. Việc lựa chọn máy biến áp đạt chuẩn là rất quan trọng, tương tự như việc cần xem xét máy biến áp dầu chứng chỉ chất lượng khi mua sắm thiết bị.

Kiểm tra đặc tính từ hoá (Excitation/Saturation Test – Chủ yếu cho CT)

Mục đích: Xác định điểm bão hòa của lõi từ máy biến dòng.
Ý nghĩa: Đảm bảo CT không bị bão hòa khi có dòng sự cố lớn chạy qua, giúp rơ le bảo vệ nhận đúng tín hiệu và tác động chính xác.

6. Những lỗi thường gặp và dấu hiệu nhận biết

Sai số vượt cấp chính xác: Kết quả đo đếm không đúng, rơ le bảo vệ tác động nhầm hoặc không tác động.
Cách điện suy giảm: Giá trị đo điện trở cách điện thấp, có thể gây phóng điện, chạm chập.
Hở mạch thứ cấp CT: Gây điện áp rất cao ở đầu cực thứ cấp, nguy hiểm cho người và thiết bị.
Ngắn mạch cuộn dây: Làm thay đổi tỷ số biến, gây nóng máy.
Tiếp xúc kém: Gây phát nhiệt tại các đầu cực, làm tăng sai số.
Hư hỏng cơ khí: Nứt vỡ sứ, rò rỉ dầu…

7. Lưu ý quan trọng về an toàn khi kiểm tra

Cấu tạo máy biến áp đo lường.

An toàn điện là ưu tiên hàng đầu khi thực hiện bất kỳ thao tác nào trên thiết bị điện, đặc biệt là với máy biến áp đo lường cách kiểm tra.

Luôn luôn cắt điện và cô lập hoàn toàn thiết bị trước khi tiến hành kiểm tra.
Tuyệt đối không được để hở mạch thứ cấp máy biến dòng (CT) khi phía sơ cấp đang mang tải hoặc đang được thí nghiệm với dòng điện. Phải nối tắt mạch thứ cấp trước.
Sử dụng đúng dụng cụ đo có cấp cách điện phù hợp và đã được kiểm định.
Thực hiện nối đất an toàn theo đúng quy trình.
Không làm việc một mình ở những khu vực nguy hiểm.
Nếu không có đủ kiến thức và kinh nghiệm, hãy liên hệ với đơn vị chuyên nghiệp. Việc lựa chọn và vận hành thiết bị đúng cách cũng rất quan trọng, bạn có thể tham khảo thêm về máy biến áp dầu kinh nghiệm chọn mua để có cái nhìn tổng quan hơn về việc chọn lựa thiết bị phù hợp.

“An toàn là trên hết. Luôn cắt điện hoàn toàn và thực hiện các biện pháp nối đất an toàn trước khi chạm vào bất kỳ bộ phận nào của máy biến áp đo lường. Nếu không chắc chắn, hãy gọi chuyên gia.” – Kỹ sư Lưu Hữu Nghị.

8. Khi nào cần kiểm định chuyên nghiệp?

Ngoài việc kiểm tra định kỳ cơ bản, MBĐL cần được kiểm định bởi các đơn vị có chức năng trong các trường hợp sau:

Trước khi đưa vào sử dụng (nghiệm thu): Đảm bảo thiết bị mới hoặc sau sửa chữa đáp ứng đúng thông số kỹ thuật.
Định kỳ theo quy định: Thông thường chu kỳ kiểm định là 3-5 năm hoặc theo quy định của ngành điện và cơ quan quản lý nhà nước về đo lường.
Sau khi xảy ra sự cố: Kiểm tra lại tình trạng thiết bị sau khi hệ thống điện gặp sự cố ngắn mạch hoặc các bất thường khác.
Khi có nghi ngờ về độ chính xác: Nếu có tranh chấp về đo đếm điện năng hoặc nghi ngờ về hoạt động của hệ thống bảo vệ.

Kết luận

Việc nắm vững máy biến áp đo lường cách kiểm tra là kỹ năng cần thiết đối với những người làm việc trong lĩnh vực quản lý, vận hành và bảo trì hệ thống điện. Thực hiện kiểm tra định kỳ, đúng quy trình không chỉ giúp đảm bảo độ chính xác và tin cậy của hệ thống đo lường, bảo vệ mà còn góp phần nâng cao tuổi thọ thiết bị và quan trọng nhất là đảm bảo an toàn. Từ việc kiểm tra trực quan bên ngoài đến các phép đo điện trở cách điện cơ bản, bạn có thể tự thực hiện để giám sát tình trạng MBĐL. Tuy nhiên, đối với các phép đo chuyên sâu như kiểm tra tỷ số biến và cấp chính xác, việc nhờ đến các đơn vị thí nghiệm, kiểm định chuyên nghiệp là cần thiết. Hãy luôn đặt yếu tố an toàn lên hàng đầu và đừng ngần ngại tìm kiếm sự hỗ trợ từ các chuyên gia khi cần thiết. Website “Máy Biến Áp” luôn sẵn sàng cung cấp thêm thông tin và tư vấn về các sản phẩm máy biến áp chất lượng từ Thibidi, Shihlin, MBT, HBT và các thương hiệu uy tín khác.

FAQ – Câu hỏi thường gặp

1. Tần suất kiểm tra máy biến áp đo lường là bao lâu?
Tần suất kiểm tra cơ bản (bên ngoài, cách điện) nên thực hiện hàng năm hoặc theo lịch bảo trì của đơn vị. Kiểm định cấp chính xác và các thông số khác thường theo chu kỳ 3-5 năm hoặc theo quy định của EVN và cơ quan quản lý đo lường.

2. Dấu hiệu nào cho thấy máy biến áp đo lường cần được kiểm tra ngay?
Các dấu hiệu bao gồm: số liệu đo đếm bất thường, rơ le bảo vệ tác động không chính xác, có tiếng kêu lạ, phát nhiệt tại đầu cực, nhìn thấy hư hỏng vật lý (nứt, vỡ, rò dầu), hoặc sau khi xảy ra sự cố trên lưới điện.

3. Có thể tự kiểm tra cấp chính xác của máy biến áp đo lường không?
Không. Việc kiểm tra cấp chính xác đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và phức tạp (cầu đo CT/VT, bộ tạo dòng/áp chuẩn,…) và phải được thực hiện bởi các đơn vị có chức năng và chuyên môn.

4. Điện trở cách điện của máy biến áp đo lường bao nhiêu là đạt?
Giá trị yêu cầu phụ thuộc vào cấp điện áp và tiêu chuẩn áp dụng. Tuy nhiên, giá trị thường phải đạt hàng trăm đến hàng nghìn Megaohm (MΩ) ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm tiêu chuẩn. Quan trọng hơn là so sánh với giá trị đo lần trước và tiêu chuẩn quy định.

5. Tại sao phải nối tắt mạch thứ cấp CT trước khi tháo dây?
Khi CT hoạt động, dòng sơ cấp tạo ra từ thông trong lõi thép. Từ thông này cảm ứng ra dòng điện ở cuộn thứ cấp. Nếu mạch thứ cấp bị hở (tháo dây mà không nối tắt), toàn bộ dòng sơ cấp sẽ trở thành dòng từ hóa, gây bão hòa lõi thép và cảm ứng ra điện áp rất cao ở hai đầu cuộn thứ cấp (có thể lên đến vài nghìn Volt), gây nguy hiểm chết người và phá hỏng cách điện của CT.